刀片服务器的特点是什么刀片服务器机箱

刀片服务器（BladeServer），一种单板型态的服务器，指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，是一种实现HAHD（HighAvailabilityHighDensity，高可用高密度）的低成本服务器平台。刀片服务器是机架式主机仿效网络及电信设备的卡板式设计的再进化，其有一个完整的机座，提供电源、风扇散热、网络通信等功能，而基座上可插置多张单板计算机，因状似刀片（Blade），因此称之为刀片服务器，而基座则称之为刀片基座。刀片服务器就像“刀片”一样，每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。

所谓刀片服务器(准确的说应叫做刀片式服务器bladeserver)是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，实现高可用和高密度。每一块"刀片"实际上就是一块系统主板。它们可以通过"板载"硬盘启动自己的操作系统，如WindowsNT/、Linux等，类似于一个个独立的服务器，在这种模式下，每一块母板运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。不过，管理员可以使用系统软件将这些母板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的母板可以连接起来提供高速的网络环境，并同时共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的"刀片"，就可以提高整体性能。而由于每块"刀片"都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

这些刀片服务器在设计之初都具有低功耗、空间小、单机售价低等特点，同时它还继承发扬了传统服务器的一些技术指标，比如把热插拔和冗余运用到刀片服务器之中，这些设计满足了密集计算环境对服务器性能的需求；有的还通过内置的负载均衡技术，有效地提高了服务器的稳定性和核心网络性能。而从外表看，与传统的机架式服务器/塔式服务器相比，刀片服务器能够最大限度地节约服务器的使用空间和费用，并为用户提供灵活、便捷的扩展升级手段。

刀片式服务器已经成为高性能计算集群的主流，在全球超级500强和国内100强超级计算机中，许多新增的集群系统都采用了刀片架构。由于采用刀片服务器可以极大减少所需外部线缆的数量，可以大大降低由于线缆连接故障带来的隐患，提高系统可靠性。

通常人们按照外形结构的不同将服务器分成塔式、机架式、刀片式服务器三种类型，那么这三种服务器之间究竟有什么区别，各自适合应用于哪些方面呢？

塔式服务器一般是大家见得最多的，它的外形及结构都与普通的PC机差不多，只是个头稍大一些，其外形尺寸并无统一标准。

塔式服务器的主板扩展性较强，插槽也很多，而且塔式服务器的机箱内部往往会预留很多空间，以便进行硬盘，电源等的冗余扩展。这种服务器无需额外设备，对放置空间没多少要求，并且具有良好的可扩展性，配置也能够很高，因而应用范围非常广泛，可以满足一般常见的服务器应用需求。

这种类型服务器尤其适合常见的入门级和工作组级服务器应用，而且成本比较低，性能能满足大部分中小企业用户的要求，市场需求空间还是很大的。

但这种类型服务器也有不少局限性，在需要采用多台服务器同时工作以满足较高的服务器应用需求时，由于其个体比较大，占用空间多，也不方便管理，便显得很不适合。

机架服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足企业的服务器密集部署需求。机架服务器的主要作用是为节省空间，由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位（1U=1.75英寸=44.45毫米），通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U几种标准的服务器。最常用的有1U2U。

这种服务器的优点是占用空间小，而且便于统一管理，但由于内部空间限制，扩充性较受限制，例如1U的服务器大都只有1到2个PCI扩充槽。此外，散热性能也是一个需要注意的问题，此外还需要有机柜等设备，因此这种服务器多用于服务器数量较多的大型企业使用，也有不少企业采用这种类型的服务器，但将服务器交付给专门的服务器托管机构来托管，尤其是很多网站的服务器都采用这种方式。

这种服务器由于在扩展性和散热问题上受到限制，因而单机性能比较有限，应用范围也受到一定限制，往往只专注于在某方面的应用，如远程存储和网络服务等。

IBM提供的BladeCenter是一个7U的19英寸机架装置，可以为刀片服务器提供冗余电源、冗余风扇、管理单元以及连接背板，并可安装网络交换机模块等。每一BladeCenter可以安装14个刀片服务器，不同CPU的刀片服务器可以混插，并支持刀片服务器的热插拔。采用刀片服务器，单一机柜最多可容纳84个刀片服务器，共168个处理器。IBM的刀片支持IntelXeon,Opteron和PowerPC等不同CPU类型，以及AIX、Linux、Windows等不同操作系统。由于刀片中心包含了交换机模块和独立的管理模块，可以极大地减少所需线缆和外部交换机。它的优点主要如下：

（3）对于拥有一个或两个刀片中心的企业用户来说，购买备用的部件可能很不划算（如备用机箱等）。

（5）刀片中心通常采用的是专用网卡和KVM附属设备，有时候还需要特殊电缆或驱动程序。这样你的刀片服务器上运行什么操作系统就是个问题。

（6）多数刀片中心常用的2.5英寸硬盘通常比非刀片服务器上使用的传统3.5英寸SAS/SATA硬盘故障率要高（随着时间的推移，这种缺陷正在得到改进）。

（7）一旦你承诺使用刀片中心，再购买刀片服务器时就会受到厂商的限制，这样从价格的角度来看对供应商不利。

刀片服务器是一种HAHD(HighAvailabilityHighDensity，高可用高密度)的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

刀片服务器比机架式服务器更节省空间，同时，散热问题也更突出，往往要在机箱内装上大型强力风扇来散热。此型服务器虽然空间较节省，但是其机柜与刀片价格都不低，一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，如银行电信金融行业以及互联网数据中心等。

节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务，成为对下一代服务器的新要求，而刀片服务器正好能满足这一需求，因而刀片服务器市场需求正不断扩大，具有良好的市场前景。

从WebHosting到EdgeComputing，刀片服务器的演化尚未结束，而且还冲到运算技术的第一前线：集群运算（ClusterComputing）与网格运算（GridComputing）。

集群组态的用意主要有二：

1、容错；

2、加速。本文的重点在后者。加速集群就是一般俗称的平行运算（ParallelComputing），以分工合作的蚂蚁雄兵方式让运算工作早点完成，而此方面表现最优异的操作系统为Linux，胜过一般的UNIX、Windows。

既然关键是在Linux，那么不一定要用刀片服务器，使用一般x86Server也颇具成本效益，不过ClusterComputing需要多部独立Server通过I/O网络串接而成，为了让空间更精省运算，采行刀片服务器也成了新趋势，也因此刺激出刀片服务器的新设计取向，过去刀片服务器完全专注于WebHosing，一片刀片服务器只要一颗CPU，到了EdgeComputing有时需要更为够力的运算力，开始有1～2CPU的需求，而为了更密切支持ClusterComputing，因此提出2～4CPU的更高端规范，例如惠普ProLiantBL40p就是4CPU的刀片服务器，或IBMeServerBladeCenterHS40亦是。

不过也有企业认为1颗CPU应对WebHosting与EdgeComputing，以2颗机型应对EdgeComputing与ClusterComputing也是足够。

另一方面，各个单机装置、设备的运算力都相当充沛，且几乎都与互联网相连，因此将Cluster的运算串连网络更广义看待，整个互联网等于串连起全球众多部电脑，成为一个大型且完全的运算体，但事实却是各自为政的孤岛，运算力、存储空间的资源无法分享与挪移、调度，为了达到更广义的资源活化运算，于是GridComputing的理念被提出。年左右约在校园尝试，年IBM则开始推展往商务领域的运用，且先从重度运算需求的在线游戏服务的营运企业试行，而同样的类属观念字还有公用运算（UtilityComputing）、随需运算（On-DemandComputing）等。

刀片服务器也是如此，每一片Blade都是独立的一部Server，相互间通过基座的网络互通，若通过GridComputing技术，则可以实现彻底的资源共享活用，如Sun提出N1GridSystem的执行负荷调度软件，让各片刀片服务器可相互支应工作负荷与借调运算资源。

或许读者认为GridComputing是跨硬件系统、作业平台的，与刀片服务器无直接关连性，然若进一步推敲，可以发现刀片服务器在密度运算比以及价格运算比上都有高度的竞争力，加上自开创以来就对Linux保持最佳支持性，而Linux又是跨平台性最高的操作系统，最适合用来实现GridComputing，如此全球电脑互连的环境下，刀片服务器在成本、空间、用电、性能上都比其他传统Server更具竞争力。

刀片服务器于年诞生后的数年间，众多大厂看好而加入，走向多元应用型态时期。刀片服务器从年由RLX提出后，以当时的国际知名企业而言，最先响应的自是RLX的母公司：COMPAQ，之后惠普宣称也发布刀片服务器，但其实仅是电信设备用的单板信息系统，一直到年5月惠普正式收并COMPAQ，惠普才算有ISP/IDC领域之用的刀片服务器。接着也有戴尔，不过戴尔的刀片服务器在密度上并不高，在3U空间只能安置6片，只比1U多1倍密度，而非RLX的多7倍。年第3季才有更高密度的刀片服务器，但这种动作也被诸多人士认定为：刀片服务器的高利时代已经过去，迈入成熟销售期。至于IBM，IBM不依循RLX、COMPAQ的3U基座设计，而采行7U基座（可装14片）。之后Sun也加入战局，也是3U基座，但可置纳的Server又更少了些，RLX为3U内24片，惠普/COMPAQ为3U内20片，Sun则为16片。更之后才有日系企业，如NEC、富士通等。各地本土硬件企业也有自规设计的刀片服务器。年出货增长率高达300%。

即便WebHosting市场（通常也是中小企业申请自有网站的需求市场）再大，也不足以让如此多家企业涌入，IBM、Sun之所以跨入刀片服务器市场，完全就是看在整个“端缘运算，EdgeComputing”的新伺服生态环境（EcoSystem）的成形，亦是DedicatedServerAppliance（简称DSA，专用功能的精简服务器），这也使得刀片服务器在年能有300%的出货量增长（IDC统计）。

所谓端缘运算，指的是互联网运用日益发达后，与互联网基础服务密切关连的网络应用，WebHosting只是其中之
一，其他还有MailServer、WebCaching、Firewall，以及更多基础网络运用功能，如VPN（虚拟私有网络）、QoS（频宽管理）、LoadBalance（负载平衡）、SSL加速、IDS（入侵侦测）等。

EdgeComputing：简单、娇小，高扩充性这些基础网络服务都有一个特性，那就是执行的工作相当简单、娇小、且例行，许多甚至在简单的32MB～256MB之快闪内存（FlashMemory）内就可以完整存储执行程序，连光盘、硬盘都不需要。另一个特点则是：即便工作负荷增加，也可以直接加添新服务器来分担负荷，各机几乎完全独立作业，没有数据库服务器的信息集中化、一致化的问题，也不是执行一般商用软件般地单一工作的重度负荷，而是多量且各自无关连的小服务工作运算。

由于互联网基础服务仍持续在变化，未来将要迎接IPv6、VoIP、MediaStreaming等各种演变，因此端缘运算确实该存在、建立，这使得ISP/IDC机房内除了DBServer、APServer外，在即将通往互联网前，又多了一层的EdgeServer，负责最后在互联网上传递时的各种转化，包括信息显示型态的转化，如前端存取的是PC，则给予最丰富的呈现效果，但若是电视、手机，则会依据存取装置的解析度、出色能力等，给予适当的呈现变化，因此运算机房内，最深层的是DataLayer，次为ApplicationLayer，最后要连接互联网时则还要通过PresentationLayer，这一层亦多与EdgeServer的进阶应用息息相关。刀片社区生态的建立、推行、经营——>大厂支持成为明日之星如此，刀片服务器从纯WebHosting的功用，扩展成可以实现更多种基础网络应用的系统平台，才使IBM、Sun愿意投入，并以经营社区、生态的想法来推倡刀片服务器，鼓励独立软硬件企业响应其提出的刀片服务器，例如IBM与QLogic、Brocade、Cisco、Nortel等企业合作，为IBMBladeCenter提供各种网络交换设备，同样的Sun方面除了提供内容负载平衡方面的刀片（ContentLoadBalancingBlade）、SSL加速的刀片（SSLProxyBlade）外，也提供WebServer、Firewall的刀片设计参考架构。

此外，刀片服务器讲求薄利多销，是刺激CPU用量的好机会，除英特尔外，IBM、Sun也希望借此增加自有CPU的用量，纷纷推出使用POWER、SPARC架构的刀片服务器，不过L英特尔（Linux 英特尔）的总体价格性能比实在太诱人，相信POWERBlade、SPARCBlade的销量不会太多，而RLX则初期使用Transmeta的CPU，之后也有用英特尔CPU。

刀片、端缘背后的最大支柱：自由软件最后也是最重要的是，过去刀片服务器能在WebHosting领域闯出一片天，除Linux外，Apache、PHP、MySQL等都功不可没，之后之所以能扩大到整个Edge领域，也是倚赖各种开放原码软件所赐，如Proxy/CacheServer使用Squid，MailServer使用Sendmail，Firewall使用ipChain/ipTable，FileShare使用Samba，DomainNameServer（dns）使用BIND，以及DirectoryServer使用OpenLDAP等，一堆自由授权且性能稳定都优异的软件，才让以L英特尔为主的刀片服务器在市场上有更强力的后援。

与供应商以及设备人员或者电工协商，确定您需要什么电源和电源连接器的类型，以支持多种刀片服务器中心。许多刀片服务器供应商的网站都提供功率计算器和其他工具以帮助确定可能的电能节约。

项目增长计划和能力需求。审视您的增长计划和对服务器性能、存储器、存储和I/O性能、网络带宽和连通性的要求。一个刀片服务器中心如何实现这些计划?为了增强个人刀片服务器组使其具有更好的处理能力、I/O性能和存储性能，您都可做何选择?请谨记，一个刀片服务器中心底盘中刀片服务器的数量和大小，都会因供应商和品牌的不同而有所变动。[1]

如果要实现与现有存储和网络技术的互通互联，您需要什么样的兼容性和选择何种I/O与网络连通性?研究一个具体的刀片中心，看它是否能够提供足够的存储与网络连通性以满足全部服务器刀片积极高效运作环境的要求。如果您将刀片服务器与服务器虚拟化结合应用，就要着眼于总体的存储与网络I/O的要求。[1]

与供应商协商无盘服务器的互通性和前提或存储区域网络导入服务器的各项事宜。服务器刀片如同传统的货架式堆叠服务器一样提供了多种选择，包括处理器核心的数量和类型，存储器的数量，磁盘驱动器的不同类型、容量和数量，I/O连通性选项。例如，一些刀片服务器支持夹层卡，它可以附加额外的PCI，PCI-X或PCIe适配器，如以太网、光线通道或InfiniBand。[1]

与传统的机架式的服务器相比，刀片技术可以节省很大的空间资源。然而，因为刀片的这种高密度性，你必须考虑到动力驱动以及制冷的问题。硕大的底盘和机架在动力驱动和数据中心制冷方面可能会超过你所能承受的负担。

在有些情况下，如果继续使用传统机架式服务器的数据中心进行整合和巩固，可能会使得空间资源相当的局限，这就意味着需要建立新的数据中心。在这些情况下，刀片技术可以在成本方面提供巨大的节省。当一个新型的数据中心必须建立的时候，毫无疑问，设计一种使用刀片技术的设施将能够创建一种新的设备模型，从而产生真正的下一代的数据中心。

如果计划对服务器系统进行整合，但是仍然需要一定的服务器安放在偏远的位置，那么刀片技术将可以大大的简化你的这些管理难题。刀片技术拥有很强的遥控管理功能，意味着IT技术员工可以对这些处于偏远位置的刀片系统进行完全的管理，包括每一项任务，当然物理硬件交换除外。这种刀片技术的底盘管理模块可以提供远程控制的能力，可以进行硬件诊断、重新启动，甚至关闭某些功能。刀片技术还可以简化站点的某些必要的物理任务，而这主要是通过方便读取的指示器完成的，例如该指示器可以显示哪一个刀片出现了问题，从而即使是非技术型的员工也能够用一个新的刀片换掉这个出现问题的刀片。[2]

刀片管理功能可以与其他的一些管理工具进行整合，例如IBMDirector，HPInsightManager，DellOpenManage以及微软的管理工具等。并且，在软件配置及供应方面，越来越多的软件工具可以最终胜任这种进程，包括一些大型厂家的工具，也包括一些小型厂家，例如Altiris，Cyclades(被Avocent集团收购)以及Ardence公司等。[2]

如果正在将服务器整合于一个中央位置，并且在某些位置的业余时间还有一些服务器处于空闲状态，那么可以根据时区的变化，将这些空闲的服务器配置到其他的应用软件和地区，这样就可以提供一些额外的整合和节省。通过它们的模块方法，刀片技术可以处理和推动这种进程，只要将其与所提供和需要配置的软件进行结合。如果所使用的刀片是匿名的，并且可以从存储局域网络(SAN)获取资源，那么这个工作进程将变得更加的简易。虚拟技术软件可以增加另外的处理层，而这需要多重的虚拟服务器供应，并且需要在任何时候都拥有多种可行的刀片。[2]

因为不同的刀片共享底盘中的公共成分资源，所以要使得自己在底盘和刀片方面的投资成本大致平衡。一般来说，这种平衡点在于每个底盘的投资与5-6个刀片的投资相当。所以如果在某个地点的服务器数量少于5台，那么不要期望有什么大的发展，在此刀片可能并不是最好的选择。随着越来越多的刀片增加到底盘之中，每个刀片的费用将随之降低，因为它们在共享某些公共的资源(例如能源动力、制冷、转换模块等)。然而，需要根据数据中心的制冷能力，对地盘以及机架进行充分的配置。当然这还需要受限于在评测、计划以及执行进程方面的管理技术员工的数量和能力。[2]

尽管CPU在刀片方面的性能不断的增长，刀片还是无法跟上高性能计算任务的增长步伐。不断增加的应用软件数量需要在一个单独的系统映像中拥有很强的CPU资源，甚至很多的处理器;这种类型的应用软件可能比较适合于机架服务器(尽管该领域的一些刀片厂家正在对此进行辩论)。相反，不断扩充的应用软件需要很多的服务器运行相同的应用软件(例如网络服务器，一些应用软件服务器，以及一些数据库服务器等)，这种应用软件就比较适合于整合和管理的刀片技术。

还有一个受到刀片技术巨大吸引的领域，那就是"套装的数据中心"方法;在这种方法下，一台刀片服务器系统配置所有的偏远站点所需要的成分。例如，可以配置一台底盘系统，使其拥有网络服务器、应用软件服务器、数据库服务器，以及转换模块等，并且还包括防火墙工具，下载平衡工具，以及所有存储或者存储连通性所适合的东西(NAS或者SAN)。[2]

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